半导体

全球半导体业步入“新常态”IC中国如何摆脱路径依赖

作者:赛迪顾问副总裁 李珂来源:中国电子报 电子信息产业网发布时间:2015-01-12 18:03我要评论

世界半导体产业发展呈现“新常态”

全球半导体业迈入“后摩尔时代”与“后PC时代”的“两后时代”,呈现显著“新常态”特征。

自上世纪40年代第一颗晶体管诞生以来,半导体产业在全球已走过近70年的发展历程。随着硅基半导体技术日趋成熟并不断逼近物理极限,多年来始终遵循“摩尔定律”快速发展的半导体产业,其发展步伐正在放缓。与此同时,在应用市场,多年来推动全球半导体市场增长的PC及消费类电子产品需求,正在移动智能终端的冲击下疲态尽露,而PC与智能终端的此消彼长,对半导体市场而言其“洗牌”作用更多于推动作用。随着全球半导体产业同时迈入“后摩尔时代”与“后PC时代”这一“两后时代”,全球半导体产业开始呈现出显著的“新常态”特征,这主要表现在如下三个方面:

一是产业规模由快速增长并伴随大幅波动,转为低速平稳增长

纵观全球半导体产业发展史,“高成长”与“硅周期”一直是描述产业特征的关键词,也即全球半导体产业发展可以用增长速度快、周期性波动大来加以概括。但通过对过去20余年全球半导体产业规模数据变化分析我们发现,随着“两后时代”的到来,这两大特征正不断变得弱化。

1991至2000年是全球半导体产业高速增长的黄金10年。这10年间,产业年均增速高达15%%,产业规模由1991年的546.07亿美元,快速增长至2000年的2043.94亿美元,产业规模扩大了近4倍。而2001至2010年则是全球半导体产业大起大落,剧烈调整的10年。这期间既出现过2003年、2004年,以及2010年产业增速高达18.3%%、28%%乃至31.8%%的好年景,也出现过因2001年互联网泡沫破裂,2008年国际金融危机导致产业大幅下跌-32%%、-9%%这样的坏年景。整体来看,这10年全球半导体产业年均增速仅为3.9%%。

2011年以来,全球半导体产业发展渐趋平缓,且增速进一步放慢。2011至2014年4年间,产业规模微增至3331.51亿美元,年均增速只有2.8%%。根据WSTS的预测,2015年全球半导体产业增速预计为3.4%%,若如此,则2011年至2015年5年间产业年均增速仅为2.9%%。预计2016年至2020年,全球半导体产业的年均增速将徘徊在3%%左右。可以看出,全球半导体产业已经步入低速平稳发展期。

二是产业结构调整加速,IC设计业与晶圆代工业异军突起

全球半导体产业在整体增长趋缓的同时,其产业结构调整速度却在加快,IC设计业与晶圆代工业呈现异军突起之势。自2001年以来,全球IC设计业保持了年均近20%%的增长速度,增速几近10倍于产业整体增速,其在半导体产业中的地位也随之快速蹿升。2001年时,全球前20大半导体企业中尚无一家IC设计企业入围,而到2014年,IC设计企业已经占据全球TOP20半导体企业中的6席。其中,高通自2001年至今保持了年均22.3%%的超高速增长,其销售额规模在这13年间由2001年的13.9亿美元扩大了13倍,增加至2014年的191亿美元,高通也随之迅速成为全球第四大半导体企业。

IC设计业的快速发展带动了晶圆代工业的同步发展,以台积电为例,其销售收入由2001年的39.8亿美元迅速扩大到2014年的250.88亿美元,10余年间保持了年均15.2%%的高速增长。台积电在全球半导体企业中的排名也由第10位提升至仅次于Intel和三星的第三位。此外,全球第二大晶圆代工企业——台联电也同样表现不俗,其销售额由2011年时的19.45亿美元快速增长到2014年的43亿美元,并已进入全球TOP20半导体企业的行列。

三是产业整合进程加快,寡头垄断特征日益显著

增速趋缓与波动减小意味着全球半导体产业已步入成熟期。在这一大背景下,半导体企业间的整合重组正日益频繁。2003年,三菱和日立两家公司的半导体部门合并成立瑞萨,当时排名全球第三;2006年,AMD斥资54亿美元收购ATI,刷新了当时半导体业界收购金额的记录。同时,飞利浦半导体部门正式独立成为NXP公司,奇梦达自英飞凌分拆而出成为独立公司;2009年,NEC与瑞萨合并成立新瑞萨,当时全球排名仍为第三,该年AMD出售晶圆生产线转型为IC设计企业,世界第三的晶圆代工企业Global Foundries也同期成立;2013年,美光收购尔必达一举成为全球第二大存储器厂商,该年Avago斥资66亿美元收购LSI,再次刷新半导体业界收购金额记录,此外,MTK与Mstar正式实现合并,从而成为占据全球数字电视芯片80%%以上市场份额的绝对垄断者。

企业间的大规模整合促使全球半导体产业正由自由竞争逐步走向寡头垄断。2001年,全球前20大半导体企业销售额占整体产业销售的比重为72.4%%,到2014年已提升至75.3%%,2001年至2014年,全球第一名与第二十名半导体企业销售额之间的差距也由10.7倍扩大至12.1倍。“马太效应”在全球半导体业界中已开始不断凸显。

在半导体业界整合不断推进的同时,半导体企业股东的变化也在不断进行。一方面,诸多股东选择退出成长性不足的半导体业务,如摩托罗拉出售了持有的全部飞思卡尔股份,西门子出售了在英飞凌中的全部股份,飞利浦先后出售全部持有的NXP及台积电股份、新加坡淡马锡正计划出售星科金朋全部股份等等。另一方面,部分企业则出于完善产业链布局的考虑,大举进入半导体业务,如韩国SK斥巨资收购海力士21%%股份并成为最大股东。预计未来全球半导体业界的“调仓换股”运动仍将不断上演。

中国集成电路产业正步入“加速期”

中国IC产业近10余年来的发展可用“进展神速”形容,规模扩张、结构调整都取得了显著成绩。

与全球半导体产业大起大落,步履趋缓不同,中国集成电路产业近10余年来的发展可以用“进展神速”加以形容,无论是产业规模扩张还是产业结构调整都取得了显著成绩。展望未来,2014年发布的《国家集成电路产业发展推进纲要》规划了更为恢弘的发展目标,并要求中国集成电路产业在如下几个方面加速发展,并实现跨越。

一是产业规模迅速扩大,未来规划还将加速发展

中国集成电路产业起步于1965年,经过许多年发展,虽然取得了诸多成绩,但无论是产业规模还是技术能力与国际强国都存在较大差距。截至“九五”末,国内集成电路产业规模为186.2亿元,仅占全球半导体产业的1%%。2000年以来,在国发18号文件的鼓励下,国内集成电路产业发展开始步入快车道。“十五”期间,国内集成电路产业年均增速达到30.4%%,产业规模到2005年已扩大至702.1亿元,在全球半导体产业中所占比重提升至3.8%%。“十一五”期间,受国际金融危机影响,产业发展有所放缓,5年间产业规模年均增速回落至15.5%%。2010年产业规模为1440.2亿元,在全球半导体产业中所占比重提升至7.2%%。

2011年以来,在国发4号文件的激励下,国内集成电路产业发展再次提速。预计至2015年产业规模将达到3500亿元,“十二五”产业年均增速也将达到19.4%%。根据《推进纲要》提出的目标,“到2020年,集成电路产业与国际先进水平的差距逐步缩小,全行业销售收入年均增速超过20%%”。依此目标,则到2020年国内集成电路产业规模将达到9000亿元,在当时全球半导体产业中所占比重将达到1/3强。届时中国将成为全球最大的集成电路制造国。

二是三业格局不断优化,但芯片制造业发展还有待提速

随着国内集成电路产业的发展,IC设计、芯片制造和封装测试三业格局也在不断优化。就三业发展速度来看,“十五”、“十一五”以及“十二五”期间,IC设计业发展速度始终保持领先,其在国内集成电路产业中的龙头地位日益凸显。封装测试业增长平稳,且随着国内封测企业大规模开展跨国收购兼并,封装测试业也呈现出加速发展的势头。而对于国内芯片制造业发展,由于项目投资金额大、制程技术进步快、企业国际化竞争程度高,导致“十一五”以来除海力士(无锡)、INTEL(大连)、三星半导体(西安)等外资项目外,本土芯片制造企业投资寥寥无几,这也导致了近10年来国内芯片制造业增速相对较低。

从三业格局的变化来看,2001年时,封装测试业占据国内集成电路产业近80%%的份额,而预计到2015年,IC设计、芯片制造及封装测试三业的比例将调整为35%%、27%%、38%%。国内集成电路产业三业并举,同步发展的格局已初步确立。

三是企业实力不断增强,但本土企业仍需做大做强

伴随着产业的快速发展,国内集成电路企业实力也在不断增强。2001年国内最大集成电路企业销售额尚不足30亿元,而到2013年时已增长至130亿元,国内前十大集成电路企业的进入门槛也由2001年时的4.5亿元提升至2013年的41.7亿元。海思半导体、中芯国际、新潮科技等龙头企业已经分别进入IC设计、芯片制造以及封装测试的国际第一梯队。

当然我们也应该看到,2013年国内10大集成电路企业中,外资企业占据了一半席位。本土集成电路企业无论是在规模上或技术水平上,都还与国际领先企业仍存在较大差距。本土企业做大做强仍任重而道远。

“新常态”下中国集成电路产业实现跨越发展策略建议

IC产业下一步发展需要突破定势思维,走出路径依赖,走出“以正合、以奇胜”的创新发展道路。

在全球半导体产业步入“新常态”的外部环境下,中国集成电路产业要实现跨越发展,并完成《推进纲要》所规划的宏伟目标,难度无疑是巨大的。面对这样的形势,集成电路产业下一步发展需要突破定势思维,走出路径依赖,走出一条“以正合、以奇胜”的创新发展道路。具体来说,国内集成电路产业应结合新时期国际产业特点与自身发展现状,规划新思路、实施新举措,在发展模式、创新策略以及扶持举措等方面,实现如下三大转变。

一是发展模式由“引进来”向“走出去”转变

自改革开放以来,中国集成电路产业采取了“合作引进”的发展模式。合作方面,贝岭与贝尔,先进与飞利浦、华晶与上华,华虹与NEC等之间的合作,以及引进国际团队成立中芯国际、宏力、和舰科技等均是如此。引进方面,国内先后引进了Intel、海力士、三星、飞思卡尔、瑞萨、美光、意法半导体等诸多跨国企业来华投资设厂。目前国内集成电路产业总销售额中,有一半为外资企业所贡献。对于这一发展模式,有学者甚至概括为“不求所有,但求所在”。

通过几十年的合作引进,目前国内已经形成了相对完备的产业体系,培育了若干骨干企业、汇聚了一批国际化人才。随着国家明确提出“建立自主可控集成电路产业体系”的发展战略,国内集成电路产业发展模式也应随之由“引进来”转变为“走出去”,即背靠庞大内需市场,依托本土骨干企业,抓住行业整合契机,变“不求所有,但求所在”为“不求所在,但求所有”,在全球范围整合优质资产,配置产业资源,变被动引进为主动吸纳,从而掌握发展主动权,增强产业话语权。

二是创新策略由“直道追赶”向“弯道超越”转变

在技术发展上,国内集成电路产业几十年来始终沿着摩尔定律的轨迹,一个节点接一个节点苦苦追赶着国际主流。但受研发投入不足,国际技术封锁等因素制约,国内集成电路技术与国际先进水平之间的差距始终未能显著缩小。以芯片制程工艺为例,目前国内最高水平为45纳米,而国际领先水平已经达到14/16纳米,国内外相差了3个世代节点。

随着“双后时代”的到来,目前全球半导体技术发展正处于“弯道变革”的重要时点。一方面,随着基于硅的制程工艺日渐逼近所谓“红墙”(物理极限),基于砷化镓(GaAs),以及碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)的第二、三代半导体技术正蓬勃兴起;另一方面,“More Than Moore”(超越摩尔)正不断深入,新型封装、片上系统、嵌入式应用、传感器技术等新兴技术层出不穷,且在移动互联网、云计算、物联网等应用市场大规模启动的带动下呈现蓬勃发展的势头。正所谓“大路朝天、各走一边”,中国集成电路产业若要在技术发展上实现赶超乃至跨越,只有抓住当前半导体领域正在经历“颠覆性创新”的历史性机遇,把握趋势、前瞻布局、另辟蹊径、创新引领,抢占微电子技术发展新的制高点。

三是扶持举措由“政策推动”向“市场牵引”转变

过去10余年来,以国发18号文件、新4号文件为代表的国家鼓励政策对国内集成电路产业的快速发展起到了至关重要的推动作用。但随着国内集成电路产业体量日益增大,企业日趋成熟,政策优惠与财政补贴对于产业进一步发展的推动作用正不断减小。反之,如何消化新增产能,如何实现企业持续赢利与股东回报,已经成为当前国内集成电路企业所要考虑的首要课题。

故此,国内集成电路产业下一步发展,应充分发挥市场牵引的决定性作用。一方面,应进一步加强政府对于市场的规范与引导作用,参考2009年美国提出的“Buy American”战略,在涉及国防军工、信息安全,以及金融、电信、能源、交通等国民经济基础设施领域,制定明确的“Buy Chinese Chip”导向性意见;另一方面,对于移动互联网、云计算、大数据、物联网等新兴市场领域,加快政府性示范工程建设,同时在示范工程中配套应用国产芯片并加以大力推广,为“中国芯”圆“中国梦”创造有利条件。


责任编辑:电子信息产业网
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